사출 성형에서 피해야 할 4가지 흔한 설계 함정

많은 기업이 동일 부품을 대량으로 비용 효율적으로 생산하기 위해 사출 성형 서비스를 이용합니다. 플라스틱 사출 성형은 열가소성 수지를 가열된 배럴에서 녹인 후 가압 노즐을 통해 정밀하고 내구성 있는 금형에 용융 소재를 주입하는 과정입니다. 소재가 식고 굳으면 부품이 배출되고 공정이 반복됩니다. 기업들은 전자 하우징부터 물병까지 모든 것을 이 제조 공정으로 생산합니다.

사출 성형은 복잡한 공정이며, 한 번의 실수가 외관 결함을 유발하고 제품 무결성을 손상시키며 비용이 많이 드는 재설계로 이어질 수 있습니다. 좋은 소식은 설계 모범 사례를 따르면 이러한 문제 대부분을 피할 수 있다는 것입니다. 사출 성형용 부품을 설계할 때 주의해야 할 4가지 가장 흔한 실수를 소개합니다.

가장 흔한 4가지 사출 성형 실수와 해결 방법

1. 언더컷이 있는 설계

언더컷은 부품이 금형에서 배출되는 것을 방지하는 움푹 들어간 표면, 돌출부, 홈, 오버행, 나사산, 스냅핏 또는 기타 특징을 말합니다. 언더컷은 제조 비용 증가, 부품 복잡성 증가, 금형 유지보수 요구사항 증가로 이어질 수 있으므로 가능하면 잠재적 언더컷을 모두 제거하는 것이 최선입니다.

부품 설계에 필수적인 언더컷이 있는 경우 부품 배출을 개선하는 몇 가지 방법이 있습니다. 문제가 되는 특징을 파팅 라인(이형 방향)과 평행하도록 재배치하는 것은 비용 효율적인 해결책입니다. 이는 언더컷을 제거하여 부품이 손상 없이 배출되게 합니다. 내부 언더컷이나 드래프트 각도가 없는 면이 있는 부품의 경우 리프터(lifter)를 사용하여 배출 공정을 쉽게 만들 수 있습니다. 부품의 구멍과 슬롯을 영리하게 설계하여 언더컷 특징을 형성할 수도 있으며, Fast Radius 엔지니어들이 이를 안내해 드릴 수 있습니다.

2. 균일하지 않은 벽 두께

균일한 벽 두께는 용융 플라스틱이 금형 캐비티를 단일 방향으로 흐르게 하여 소재가 캐비티를 더 정밀하게 채우도록 돕습니다. 그러나 얇은 벽은 두꺼운 벽보다 빨리 식기 때문에 벽 두께의 변화는 싱크 마크, 뒤틀림, 쇼트 샷 등을 유발할 수 있습니다.

이러한 문제를 피하고 부품의 모든 영역이 같은 속도로 식도록 하려면 일관된 벽 두께를 사용하세요. 대부분의 경우 1.2mm~3mm 사이의 벽 두께가 가장 좋습니다. 다양한 두께의 벽이 꼭 필요한 경우:

• 얇은 구간과 두꺼운 구간 사이의 전환을 가능한 한 점진적으로 만드세요 - 모범 설계 관행은 벽 두께 변경 대신 코어링(coring)과 리빙(ribbing)을 사용하거나, 변경이 필요할 때 최소화하는 것입니다.
• 올바른 리브와 보스 두께를 사용하세요 - 리브와 보스는 베이스 벽 두께의 40~80%를 초과하지 않아야 하며 베이스 반경은 벽 두께의 25~40%여야 합니다.
• 가장 두꺼운 영역에서 플라스틱을 제거하세요 - 이를 코어링이라고 하며 벽 구간을 균일하게 유지하는 데 도움이 됩니다.

3. 드래프트 각도 누락

부품의 각 수직 표면에 약간의 테이퍼인 드래프트를 추가하는 것은 원활한 배출에 필수적입니다. 드래프트 없이 설계된 부품은 금형에 달라붙을 수 있으며, 드래프트 부족은 배출 중 부품의 수직 벽이 금속 금형을 긁어 보기 흉한 드래그 라인을 유발할 수도 있습니다. 부드러운 테이퍼를 추가하면 마찰로부터 부품을 보호하고 균일한 마감을 보장하며 배출 중 마모, 찢김, 뒤틀림을 줄일 수 있습니다.

드래프트 각도는 벽 두께부터 표면 텍스처까지 여러 요인에 따라 달라집니다. 소재의 수축률, 부품의 최종 용도 기능, 드로우 깊이를 고려하여 적절한 드래프트 각도를 결정해야 하므로 정확한 평가를 위해 경험 많은 제조 파트너와 연결하는 것이 가장 좋습니다. 일반적인 규칙으로 최소 1.5~2도의 드래프트를 사용하고 캐비티 깊이 1인치당 1도를 추가하세요. 부품 표면이 심하게 텍스처 처리된 경우 드래그 라인을 방지하기 위해 5도 드래프트 각도가 필요할 수 있습니다.

4. 날카로운 모서리 포함

날카로운 모서리와 가장자리는 채우기 위해 더 많은 압력을 필요로 할 뿐만 아니라 배출 중 부품이 금형에 달라붙게 만드는 경우가 많습니다. 날카로운 모서리는 샷이 금형을 통해 흐르는 것을 더 어렵게 만들어 진공 보이드(공기 방울이 갇히는 영역)를 초래할 수 있습니다. 이는 외관 손상, 응력 집중 증가, 부품 고장을 유발할 수 있으므로 가능하면 내부와 외부 모서리와 가장자리를 모두 둥글게 만드는 것이 중요합니다.

모서리를 설계할 때 일관된 벽 두께를 가지도록 모델링하세요. 즉, 내부 모서리는 벽 두께의 50%로 필렛 처리하고 외부 모서리는 150%로 합니다.

Fast Radius로 사출 성형 부품 결함 방지하기

사출 성형 설계 실수는 생산을 몇 주 지연시키고 비용을 증가시키며 수준 미달이거나 심지어 사용할 수 없는 부품을 초래할 수 있습니다. 프로젝트 초기에 신중한 설계 결정을 내리는 데 시간을 들이는 것은 필수적이며 장기적으로 시간과 비용을 절약할 것입니다. 그러나 염두에 두어야 할 것이 많으므로 Fast Radius 같은 경험 많은 사출 성형 파트너와 협력하면 첫 번째부터 설계를 올바르게 할 수 있습니다.

Fast Radius와 파트너십을 맺으면 엔지니어, 어드바이저, 설계 전문가 팀에 접근하여 전체 제조 공정을 안내받을 수 있습니다. 설계에 드래프트를 미묘하게 통합하는 것부터 적절한 벽 두께 결정까지 Fast Radius가 최상의 부품 설계를 도와드릴 수 있습니다. 오늘 문의하여 다음 사출 성형 프로젝트 설계를 시작하세요.

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